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液压元件与系统的流体力学问题详细资料讲解
uestc1996
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文献［1-4］是国内外流体力学名著，它们从应用数学角度出发，运用数学分析、矢量分析、张量分析等数学工具，经过严密的推导，建立起流体运动的基本方程（组）。可惜，这类严密有余，直观不足的流体力学名著，对国内的液压工程师来说，并不那么容易读懂。文献［5-6］是专为机械类流体传动与控制专业编写的，可谓是“液压流体力学”，它们简化了理论推导，运用流体力学的基本理论，如帕斯卡定律、连续方程、伯努利方程、欧拉方程，解析液压技术诸如小孔出流、缝隙流动、管道流动、静压支承等实际问题。但据笔者有限的见闻，仍有许多液压工程师觉得“液压流体力学”过于抽象，甚至认为流体力学理论本身自相矛盾。文献［7］采用压降图表达和分析液压回路，压降图清晰直观地反映了液压回路各部分的压降过程，在国内液压文献属于首创。但笔者希望，读者不要产生“在液压系统中，压力是阶梯式变化的” 误解，事实上，只要流体在空间上连续分布，那么，压力就是坐标的连续函数。的确，流体力学比固体力学更抽象，幸运的是，对液压工程师来说，读不懂那些繁琐的数学公式并不妨碍其成为一个优秀的工程师。笔者认为，能运用最简单的原理解决复杂的问是能力的体现。正如张海平先生所说［10］：要学习基础理论与技术，不要把那些故弄玄虚、银样蜡枪头的东西当作高深理论来崇拜。美籍华人，生物力学奠基者冯元桢先生也有过类似的说法：“切莫因为牛顿定律，能量守恒定律尽人皆知而掉以轻心，再没有什么比学习普遍原理并随时应用它们更有价值、更有实效了”。
流体压力是如何产生的？回答流体压力是如何产生的问题之前，先看一个简单的例子。如图 1，其中（a）弹簧自由放置，如果忽略弹簧自重，则弹簧处于自由状态，弹簧没有弹力。若在弹簧上面放置一重物 G，如（b）所示，由力平衡原理，弹簧弹力为：
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